Grundwissen Physik Klasse 7

Grundwissen Physik – 7. Jahrgangsstufe – Ortenburg-Gymnasium Oberviechtach
I. Mechanik
1. Bewegungen
 Eine Bewegung heißt gleichförmig, wenn sie mit konstanter Geschwindigkeit v abläuft. Dann gilt:
𝑣=
∆𝑠
∆𝑡
𝑚

𝑘𝑚
𝑚 ∙3,6 𝑘𝑚
𝑘𝑚 :3,6 𝑚
Einheit: [v] = 1 𝑠 oder [v] = 1 ℎ Umrechnung: 𝑠 → ℎ oder ℎ → 𝑠
Bei einer ungleichförmigen Bewegung ändert sich die Geschwindigkeit des Körpers. Die
Beschleunigung a gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit in einem Zeitabschnitt ändert.
Es gilt:
𝑎=
∆𝑣
∆𝑡
𝑚
Einheit: [𝑎] = 1 𝑠2
2. Kräfte
 Die Ursache für die Änderung einer Bewegung (Geschwindigkeit und/oder Richtung) oder der der
Form eines Körpers nennt man Kraft F.
 Zur vollständigen Beschreibung einer Kraft sind folgende Bestimmungsstücke nötig:
Größe (Betrag), Richtung und Angriffspunkt der Kraft
Kräfte werden mithilfe von Pfeilen dargestellt.
 Zwei Kräfte sind im Gleichgewicht (d.h. sie heben sich in ihrer Wirkung auf), wenn sie gleich groß,
aber entgegengesetzt gerichtet sind.
 Trägheitssatz von Newton:
Wirkt auf einen Körper keine resultierende Kraft (d.h. es wirkt keine Kraft oder alle angreifenden
Kräfte sind im Gleichgewicht), so behält der Körper seinen Bewegungszustand bei, d.h.
o war er in Ruhe, so bleibt er in Ruhe.
o war er in Bewegung, so bewegt er sich mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche
Richtung weiter.
 Kraftgesetz von Newton:
Die auf einen Körper wirkende Kraft F ist das Produkt aus der Masse m des Körpers und der ihm
erteilten Beschleunigung a.
𝐹 =𝑚∙𝑎
𝑘𝑔∙𝑚

Einheit: [𝐹] = 1 2 = 1 𝑁
𝑠
Wechselwirkungsgesetz:
Übt ein Körper A auf den Körper B eine Kraft aus, so übt B auf A eine gleich große,
entgegengesetzt gerichtete Kraft aus.
3. Gravitationskraft und Masse
 Alle Körper ziehen sich gegenseitig an. Die Ursache für diese Gravitationskräfte sind die Massen
der Körper.
 Die durch die Erde ausgeübte Gravitationskraft nennt man Schwerkraft, Erdanziehungskraft
oder Gewichtskraft FG.
 Die Masse ist ortsunabhängig, d.h. sie ist überall gleich groß. Die Gewichtskraft hängt dagegen
von der jeweiligen Fallbeschleunigung g ab. Es gilt:
𝐹𝐺 = 𝑚 ∙ 𝑔
𝑚
Fallbeschleunigung g = 9,81 𝑠2
4. Zusammenwirken von Kräften
Zwei oder mehrere in einem Punkt angreifende Kräfte lassen sich durch
eine Kraft (Ersatz-/ oder Summenkraft) ersetzen. Die Ersatzkraft erhält man
durch Addition der Kraftpfeile (Kräfteparallelogramm).
5. Kraft und Verformung
 Man unterscheidet zwischen elastischer (rückgängiger) und plastischer (bleibender) Verformung.
 Für die Federhärte D einer Feder gilt:
𝐷=
𝐹
𝑠
F: Zugkraft
s: Dehnung
𝑁

Einheit: [𝐷] = 1 𝑚
Gesetz von Hooke:
Für die elastische Verformung von Körpern (Dehnung von Federn) gilt: D = konstant
II.
Elektrizitätslehre
1.
Atome und Moleküle
 Alle Körper sind aus Atomen bzw. Molekülen aufgebaut, wobei Moleküle aus zwei oder
mehreren Atomen bestehen.
 Jedes Atom besteht aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladenen
Atomhülle.
 Der Atomkern enthält die positiv geladenen Protonen und die elektrisch neutralen Neutronen.
 In der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen.
 Ein Körper heißt positiv/ negativ geladen, wenn auf ihm Elektronenmangel/
Elektronenüberschuss vorliegt.
2.
Elektrischer Strom
 Elektrischer Strom ist die Bewegung von
Ladungsträgern (Elektronen).
 Elektrischer Strom fließt nur in einem
geschlossenen Stromkreis.
 Elektrische Bauteile können hintereinander
(Reihenschaltung) oder parallel zueinander
(Parallelschaltung) geschaltet werden.
 Wirkungen des elektrischen Strom:
Leuchtwirkung, Wärmewirkung, chemische Wirkung, magnetische Wirkung




Die elektrische Stromstärke I gibt an, wie viele Elektronen sich pro Sekunde durch den
Leiterquerschnitt bewegen.
Einheit: [I] = 1 A
Die elektrische Spannung U gibt an, wie stark der Antrieb des elektrischen Stromes ist.
Einheit: [U] = 1 V
Der elektrische Widerstand R eines Bauteils gibt an, wie stark der Strom in ihm behindert wird.
Einheit: [R] = 1 Ω = 1 V/A
Zwischen den elektrischen Größen gilt folgender Zusammenhang:
𝑅=
𝑈
𝐼
3. Magnetismus
 In der Umgebung von Dauermagneten oder stromdurchflossenen Leitern wirken auf
ferromagnetische Stoffe (Eisen, Nickel, Cobalt) Kräfte.
 Die Stellen größter Anziehungskraft eines Magneten bezeichnet man als Pole.
 Jeder Magnet besitzt mindestens zwei verschiedene Pole, einen Nord- und einen Südpol.
 Gleichnamige Pole stoßen sich ab und ungleichnamige Pole ziehen sich an.
 Zerteilt man einen Magneten, so sind die Bruchstücke, stets wieder vollständige Magnete.
III. Optik
1. Ausbreitung von Licht
 Licht breitet sich allseitig und geradlinig aus (Modell der Lichtstrahlen).
 Hinter lichtundurchlässigen Körpern bilden sich bei der Beleuchtung mit Licht Schatten.
 Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn der Mond zwischen Sonne und Erde steht und der
Mondschatten auf die Erdoberfläche fällt.
 Eine Mondfinsternis entsteht, wenn die Erde zwischen Sonne und Mond steht. Der Mond
befindet sich dann im Schatten der Erde.
 Mondphasen kommen dadurch zustande, dass man immer nur den jeweils beleuchteten Teil
des Mondes sieht.
 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht beträgt im Vakuum c = 300 000 km/s.
2. Reflexion
 Glatte Oberflächen (z.B. Spiegel) reflektieren das Licht gerichtet.
 Raue Oberflächen streuen das Licht in alle Richtungen.
 Nur Körper, die Licht aussenden oder auf sie fallendes Licht streuen, sind für unser Auge
sichtbar.
 Reflexionsgesetz:
o Einfallender und reflektierter Strahl, sowie das
Einfallslot liegen in einer Ebene (Einfallsebene).
o Einfallswinkel α = Reflexionswinkel α‘
3. Brechung
 Ein Lichtstrahl ändert beim schrägen Übergang von einem durchsichtigen Medium in ein
anderes seine Richtung (Knickung).
 Es gibt optisch dichtere und optisch dünnere Medien. Die optische Dichte wird durch die
Brechzahl n beschrieben. (z.B. nLuft < nWasser < nGlas)
 Brechungsgesetz:
o Einfallender und gebrochener Strahl, sowie
das Einfallslot liegen in einer Ebene.
o Einfallswinkel α > Brechungswinkel β beim
Übergang von einem optisch dünneren zu
einem optisch dichteren Medium („zum
Lot hin“).
o Der Lichtweg bei der Brechung von Licht ist
umkehrbar.
4. Abbildung mit Linsen
 Sammellinsen bündeln parallele
Lichtstrahlen in einem Punkt,
dem Brennpunkt F.
 Mit Sammellinsen lässt sich ein
reelles Bild erzeugen. Die Lage
des Bildes lässt sich mittels
Mittelpunktstrahl, Brennstrahl
und Parallelstrahl konstruieren.
 Befindet sich der Gegenstand innerhalb der Brennweite, so entsteht ein virtuelles Bild, d.h. die
Sammellinse wirkt als Lupe.
 Linsen, die paralleles Licht nach der Brechung in verschiedene auseinander laufende Richtungen
lenken, nennt man Zerstreuungslinsen.
5. Dispersion und Farben
 Weißes Licht lässt sich mithilfe eines Prismas in seine farbigen Bestandteile zerlegen.
 Es besteht aus den Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett.
 Der Grund für die Aufspaltung ist die Tatsache, dass die Stärke der Lichtbrechung von der
Lichtfarbe abhängig ist (Dispersion).
Das weiße Licht der Sonne wird durch Brechung an Regentropfen in seine farbigen Bestandteile
zerlegt (Regenbogen).
